转塔式FPSO单点系泊系统受力计算方法

李伟峰，史国友，李 伟，杨家轩

(大连海事大学航海学院，辽宁大连116026)

浮式生产/储油/卸油船(Floating Production Storage＆Off-loading，FPSO)是20世纪80年代中期兴起的一种新型海上石油开采工具，它兼有生产、储油和卸油的功能，一般与水下采油装置和油船共同组成一套完整的生产系统，是目前海洋工程船舶中的高技术产品。FPSO具有机动性和运移性好、抗风浪能力强、生产和储存能力大等特点，因而适应深水采油。另外，FPSO生产系统投资成本低、建设周期短、便于维护和保养等优点。近年来，FPSO市场十分兴旺，有着广阔的应用前景。转塔式FPSO是众多FPSO中的一种，其在船艏部位设STP内转塔简体结构，FPSO首部与转塔结构直接相连而固定与海上，转塔系泊装置则由多根锚链固定于海底。

2009年11月10日，因渤海海域遇大风天气，海洋石油113号FPSO单点系泊距离增大，脱离原设计位置。自此，FPSO的安全问题被提上了一个新的日程，因而对FPSO系泊安全的核算是十分必要的。

1 系统所受外力

影响FPSO系泊系统的主要外力包括风作用力、流作用力和波浪作用力［1－2］。FPSO系统在这3个作用力的合力和转塔系泊系统作用力的共同作用下保持动态平衡状态。

1.1 风作用力

风作用力参照《港口规划与布置》［3］中公式进行计算:

式中:Fw为风作用力，N;ρ为空气密度，取0.123 kg·s2/m4;V为风速，m/s;C为风压系数，按式(2)计算;A，B分别为水面以上船体正面、侧面投影面积，m2，A和B的值满载和压载时分别按式(3)、式(4)进行计算。

上式中:θ为风向与船体中心线夹角，横风时取90°。DW为船舶载重吨位。

1.2 流作用力

流作用力参照……